ELECTRICIDAD ESTÁTICA

 

 

 

 

Se tiene constancia del interés de la humanidad por fenómenos de la electricidad y del magnetismo desde la remota antigüedad. Con respecto a la electricidad, hacia el año 600 a. C., Tales de Mileto (630-550 a.C.) observó que, después de frotar una barra de ámbar con un paño, la barra atraía otros objetos livianos. Tres siglos después, otro filósofo griego, Theophrastus (374-287 a.C.), escribió en un tratado que otras sustancias tienen este mismo poder. Desde entonces y a lo largo de la Edad Antigua y Media se conocieron otros hechos de la electricidad y también del magnetismo (como las interacciones entre imanes y la orientación de la brújula). 

 

Hay que esperar al siglo XVII para encontrar el primer trabajo sistemático sobre fenómenos eléctricos y magnéticos. En el año 1600 la Reina Elizabeth I ordenó a Gilbert (1544-1603) estudiar los imanes para mejorar la exactitud de las brújulas usadas en la navegación. Gilbert amplió el trabajo a un número amplio de fenómenos eléctricos y magnéticos y recopiló los resultados más importantes de sus experimentos en el libro De Magnete. Fue él quien utilizó por primera vez el término electricidad (del griego "elektron", que significa ámbar). Además, clasificó los materiales en eléctricos (conductores) y aneléctricos (aislantes) e ideó el primer electroscopio.

 

 

El trabajo pionero de Gilbert tuvo amplia continuación, pudiendo citar, entre otros, a Von Guericke (1602-1686) (ideó la primera máquina electrostática y predijo la naturaleza eléctrica de los relámpagos), Gray (1666-1736) (demostró que los materiales conductores pueden ser electrizados si están aislados y transmitió electricidad a través de ellos), Du Fay (1698-1739) (fue el primero en identificar la existencia de dos tipos de carga eléctrica, que él denominó carga vítrea y carga resinosa), Van Musschenbroek (1692-1761) (descubrió la llamada botella de Leyden y la base de los actuales condensadores eléctricos), Watson (1715-1787) (demostró que una descarga de electricidad estática es una corriente eléctrica y estudió por  primera vez la propagación de corrientes en gases enrarecidos), y Franklin (1706-1790) (demostró que los rayos eran descargas eléctricas de tipo electrostático e inventó el pararrayos).

 

A continuación se resumen algunos hechos de la electricidad estática. En nuestro instituto los estudiantes los comprueban realizando experimentos muy sencillos en los que utilizan el péndulo eléctrico, el electroscopio, y, también, globos (los globos inflados se electrizan muy fácilmente por frotamiento y debido a su escasa masa, ponen en evidencia muy claramente efectos de las fuerzas eléctricas):

 

- La mayoría de objetos habitualmente no manifiestan propiedades eléctricas (al acercar diversos materiales al péndulo eléctrico o al electroscopio no ocurre nada)

 

 

- Algunos materiales, como el plástico (por ejemplo, un bolígrafo), el vidrio (por ejemplo, varillas) y el caucho (globos), se electrizan por frotamiento intenso con facilidad. Después de haber sido electrizados se ejercen entre sí  fuerzas eléctricas de atracción o de repulsión. También ejercen fuerza eléctricas sobre otros objetos no electrizados. Estas acciones no se observan sólo en objetos en estado sólido, sino que afectan también a líquidos y gases. Resulta bastante espectacular observar, por ejemplo, cómo se desvía el agua que mana de un grifo cuando se le acerca un peine previamente frotado.

 

- Entre objetos del mismo material, previamente frotados del mismo modo (por ejemplo, dos globos frotados con el cabello o las bolitas de dos péndulos eléctricos previamente frotadas con piel de gato), se ejercen siempre fuerzas de repulsión.

 

 

 

- Un objeto frotado y otro neutro se ejercen fuerzas atractivas (por ejemplo: después de frotar un globo, se puede dejar "pegado a la pared" durante un buen rato; con un bolígrafo o una regla de plástico, previamente frotados, se atraen trocitos de papel; etc.)

 

- Cuando se frotan objetos metálicos sujetándolos directamente con la mano (por ejemplo, varillas), parecen no electrizarse. Sin embargo, si se toca la esferita metálica de un péndulo electrostático con el extremo de un objeto electrizado  (por ejemplo, una regla), se produce una fuerza de repulsión entre ellos. Si aplicamos el mismo proceso a la esferita de otro péndulo, se comprueba posteriormente que entre ambas esferitas se produce una repulsión.

 

 

 

 

- Esta experiencia enseña que los objetos metálicos también se pueden electrizar siempre que se tome la precaución de no tocarlos para evitar que se deselectricen. Se puede confirmar electrizando la varilla metálica de un destornillador (normalmente el mango es de un material aislante) o la esfera metálica de una máquina electrostática, como las disponibles en el laboratorio.

 
- En todas las experiencias se puede comprobar que la intensidad de las fuerzas eléctricas disminuye rápidamente con la distancia.

 
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Departamento de Física y Química del IES "Leonardo Da Vinci"